JP4169454B2 - Hot water storage hot water source - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
貯湯式の給湯熱源装置としては、従来、例えば特開昭59−24137号公報に記載されているように、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器にて貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給することにより、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度の湯水を貯湯タンク内に温度成層を形成して貯湯できるようにしたものがある。
そして、上記従来の貯湯式の給湯熱源装置においては、一般に、ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転制御手段とが設けられ、ヒートポンプ運転制御手段は、冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することにより、加熱対象となる湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力する状態になるように調整することになる。
ちなみに、この回転速度制御は、検出した冷媒圧力と設定目標圧力との偏差に基づいてフィードバック制御されることになり、その制御における時定数は充分大きく設定されて、回転速度の増減変更は緩やかな速度で行われることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の貯湯式の給湯熱源装置では、一方では、循環制御手段が、ヒートポンプ式加熱器の運転状態に応じて、そのヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御しており、他方では、ヒートポンプ運転制御手段が、湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるように、冷媒圧縮機の回転速度を制御している。
この為、ヒートポンプ運転制御手段は、湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できておれば、ヒートポンプ式加熱器に運転余力があっても、ヒートポンプ式加熱器の運転余力を引き出すような制御は行わず、また、循環制御手段も、湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持できておれば、湯水の循環量を増大させるような制御を行わないので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できない欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できるようにすることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の特徴構成は、給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であって、
前記循環制御手段が、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度であり、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有ると判別したときには、前記湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度であっても、ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有るときには、湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行する。
このため、ヒートポンプ運転制御手段は、設定量増大させた循環量に対応して、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することになるので、循環制御手段は、湯水の循環量を設定量増大させてから設定時間待機して、その設定量増大させた循環量の湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるかどうかを見る状態で、充分な加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できない状態になるまで、つまり、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無くなって貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できなくなるまで、循環量を設定量ずつ徐々に増大させることができる。
〔効果〕
ヒートポンプ式加熱器に運転余力があれば、その運転余力を無駄にすることなく、湯水の循環量を増大させて貯湯できるので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できる。
【0005】
請求項2記載の発明の特徴構成は、前記循環制御手段が、前記循環量増大制御を実行したあと、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無いと判別したときは、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度になるように、前記湯水の循環量を設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を繰り返し実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、循環量増大制御を実行したあと、前記沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、かつ、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無いときは、つまり、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無くなって貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できなくなると、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度になるように、湯水の循環量を設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を繰り返し実行する。
このため、ヒートポンプ運転制御手段は、設定量減少させた循環量に対応して、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することになるので、循環制御手段は、湯水の循環量を設定量減少させてから設定時間待機して、その設定量減少させた循環量の湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるかどうかを見る状態で、充分な加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できる状態になるまで、つまり、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できるようになるまで、循環量を設定量ずつ徐々に減少させることができる。
〔効果〕
湯水の循環量を設定量ずつ徐々に増大させて、ヒートポンプ式加熱器の運転余力を引き出しながら、ヒートポンプ式加熱器の運転余力がなくなると、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できるようになるまで、湯水の循環量を減少させて貯湯できるので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を最大限に引き出し易い。
【0006】
請求項3記載の発明の特徴構成は、前記湯水循環手段が、前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器と補助加熱器とを併用して加熱したのち、又は、前記ヒートポンプ式加熱器に代えて前記補助加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる補助加熱貯湯運転状態に切り換え自在に構成され、前記循環制御手段が、前記貯湯運転状態において、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、前記貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、前記補助加熱貯湯運転状態に切り換えて前記湯水循環手段の運転を制御するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、貯湯運転状態において、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、湯水循環手段を補助加熱貯湯運転状態に切り換えてその湯水循環手段の運転を制御する。
つまり、湯水の循環量が設定最低流量よりも少なくて、循環量を減少させて沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持することができず、ヒートポンプ式加熱器の運転余力も無いときは、ヒートポンプ式加熱器と補助加熱器とを併用して、又は、ヒートポンプ式加熱器に代えて補助加熱器にて加熱した湯水を貯湯タンクの上部に供給して貯湯できる。
〔効果〕
ヒートポンプ式加熱器による加熱では沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持することができないときでも、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度の湯水を貯湯することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯熱源装置の実施の形態をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適用した例を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
このエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムは、図1,図2に示すように、貯湯タンク1内に温度成層を形成して貯湯された湯水を給湯したり、貯湯タンク内1の湯水を加熱して外部放熱部2にて放熱したりする貯湯ユニットAと、室内の冷暖房をするエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bとから構成されている。
【0008】
前記貯湯ユニットAは、この貯湯ユニットAの運転を制御する貯湯ユニット制御部C、貯湯タンク1、貯湯タンク1内の湯水を循環させる循環路3を備えた湯水循環手段E、循環路3を通流する湯水を加熱する加熱部4、循環路3を通流する湯水と熱交換して放熱する外部放熱部2などから構成され、循環ポンプP1の作動で貯湯タンク1内の湯水を循環路3にて循環させながら、加熱部4にて加熱したり、外部放熱部2にて放熱したりするようにしている。
【0009】
前記貯湯タンク1には、その底部から貯湯タンク1に水道水圧を用いて給水する給水路5が接続され、その上部から風呂場や台所などに給湯するための給湯路6が接続され、風呂場や台所などで使用された量だけの水を給水路5から貯湯タンク1に給水するように構成されている。
また、貯湯タンク1の内側には、貯湯タンク1内の湯水の温度を検出する4個の温度センサとしての貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4が上下に分散配置して設けられている。
【0010】
前記給湯路6には、給水路5から分岐された混合用給水路7が接続され、その接続箇所に給湯路6からの湯水と混合用給水路7からの水との混合比を調整自在なミキシングバルブ8が設けられている。
前記給水路5と混合用給水路7との分岐箇所には、給水温度を検出する給水サーミスタ9が設けられ、給水路5および混合用給水路7の夫々には、逆止弁10が設けられている。
ちなみに、給湯路6には、オーバーフロー路11が接続され、そのオーバーフロー路11にエアー抜き弁12が設けられている。
【0011】
また、給湯路6におけるミキシングバルブ8よりも上流側には、貯湯タンク1の上部から給湯路6に給湯された湯水の温度を検出する貯湯出口サーミスタ13が設けられ、給湯路6におけるミキシングバルブ8よりも下流側には、ミキシングバルブ8にて混合された湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ14、給湯路6の湯水の流量を調整する給湯用水比例バルブ15が設けられている。
【0012】
前記給湯用水比例バルブ15よりも下流側の給湯路6が、台所や洗面所などの給湯栓に給湯する一般給湯路16と、浴槽に湯水を供給するための湯張り路17とに分岐され、湯張り路17が浴槽からの風呂戻り路18に接続され、風呂戻り路18および風呂往き路19の両路を通して浴槽に湯水を供給するようにしている。
前記一般給湯路16には、一般給湯路16を通流する湯水の流量を検出する給湯流量センサ20が設けられ、湯張り路17には、湯張り路17を通流する湯水の流量を検出する湯張り流量センサ21、湯張り電磁弁22、バキュームブレーカ23、湯張り逆止弁24が上流側から順に設けられている。
【0013】
前記循環路3と貯湯タンク1とが、循環路3を通流する湯水を貯湯タンク1内に戻す、または、貯湯タンク1内の湯水を循環路3に取り出すために、貯湯タンク1の上部1箇所と底部2箇所の合計3箇所で連通接続されている。
具体的に説明すると、貯湯タンク1の上部には、循環路3と貯湯タンク1とを接続する上部接続路25が給湯路6の上流側を介して連通接続され、貯湯タンク1の底部には、循環路3を通流する湯水を給水路5の下流側を介して貯湯タンク1内の底部に戻す戻し路26と、貯湯タンク1内の底部の湯水を循環路3に取り出す取り出し路27とが連通接続されている。
【0014】
そして、上部接続路25には、電磁式の上部開閉弁28が設けられ、戻し路26には、戻し開閉弁29が設けられ、上部開閉弁28を開弁させることによって、循環路3を通流する湯水を貯湯タンク1内の上部に供給したり、貯湯タンク1内の上部の湯水を循環路3に取り出したりするようにし、戻し開閉弁29を開弁させることによって、循環路3を通流する湯水を貯湯タンク1内の底部に戻すことができるようにしている。
ちなみに、取り出し路27には、貯湯タンク1内の湯水を排水するための排水路30が接続され、その排水路30の途中部には、安全弁31と手動バルブ32とが並列に接続されている。
【0015】
前記加熱部4は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bによる冷媒を供給して湯水を加熱するヒートポンプ式加熱器33と、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bのエンジン排熱を回収した冷却水を供給して湯水を加熱するエンジン排熱利用式加熱器34と、バーナ36の燃焼により湯水を加熱する補助加熱器35とを設けて構成されている。
そして、循環路3の湯水の循環方向において上流側から順に、ヒートポンプ式加熱器33、エンジン排熱利用式加熱器34、補助加熱器35が設けられている。
【0016】
前記補助加熱器35は、ガス燃焼式のバーナ36に燃焼用空気を供給するファン37などが設けられ、バーナ36の燃焼により循環路3を通流する湯水を加熱するように構成されている。
前記バーナ36に燃料ガスを供給する燃料供給路38には、上流側から順にガスセフティ弁39、ガス比例弁40、ガスメイン弁41が設けられている。
【0017】
前記外部放熱部2は、循環路3を通流する湯水と暖房用の熱媒としての温水とを熱交換する暖房用熱交換部42と、循環路3を通流する湯水と浴槽内の湯水とを熱交換して追焚きする風呂用熱交換部43とを設けて構成されている。
そして、循環路3が、暖房用熱交換部42を備えた暖房用循環路3aと、風呂用熱交換部43を備えた風呂用循環路3bとに分岐され、暖房用熱交換部42と風呂用熱交換部43とが並列に接続されている。
また、暖房用循環路3aには、暖房用熱交換部42よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の暖房用開閉弁44が設けられ、風呂用循環路3bには、風呂用熱交換部43よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の風呂用開閉弁45が設けられている。
【0018】
前記暖房用熱交換部42には、暖房ポンプP2を作動させることにより、暖房戻り路46および暖房往き路47を通して循環する暖房用熱媒を、循環路3を通流する湯水にて加熱するように構成されている。
そして、暖房戻り路46には、上流側から順に、暖房戻り路46の暖房用熱媒の温度を検出する暖房戻りサーミスタ48、補給水タンク49、暖房ポンプP2が設けられ、暖房往き路47には、暖房往き路47の暖房用熱媒の温度を検出する暖房往きサーミスタ50が設けられている。
【0019】
前記補給水タンク49には、水位の上限を検出する上限センサ51と下限を検出する下限センサ52とが設けられ、補給水タンク49に給水するためのタンク給水路53が接続され、そのタンク給水路53には、補給水電磁弁54が設けられている。
また、暖房戻り路46の暖房用熱媒を暖房用熱交換部42を迂回して暖房往き路47に供給する暖房バイパス路55が設けられている。
【0020】
前記風呂用熱交換部43は、風呂ポンプP3を作動させることにより、風呂戻り路18および風呂往き路19を通して循環する浴槽内の湯水を循環路3を通流する湯水にて加熱するように構成されている。
そして、風呂戻り路18には、上流側から順に、浴槽内の湯水の水位を検出する水位センサ56、風呂戻り路18の湯水の温度を検出する風呂戻りサーミスタ57、二方弁58、風呂ポンプP3、風呂水流スイッチ59が設けられている。
【0021】
前記循環路3における戻り路26との接続箇所と取り出し路27との接続箇所との間には、外部放熱部2を通過した湯水のヒートポンプ式加熱器33への通流を断続する電磁式のヒートポンプ用開閉弁60が設けられ、エンジン排熱利用式加熱器34と補助加熱器35との間の部分に、補助加熱器35に通流する湯水の温度を検出する入り温度サーミスタ61、循環路3を通流する湯水の循環量Qを検出する循環量センサ62、循環ポンプP1、補助加熱器35への湯水の通流を断続する電磁式の補助用断続開閉弁63が設けられている。
【0022】
前記循環路3における補助用断続開閉弁63と補助加熱器35との間には、補助加熱器35に通流する湯水の循環量Qを検出する水量センサ64が設けられ、循環路3における補助加熱器35と上部接続路25との接続箇所との間には、循環路3を通流する湯水の循環量Qを調整する水比例バルブ65、加熱部4にて加熱された後の循環路3の湯水の沸き上げ温度Taを検出する貯湯サーミスタ66が設けられている。
【0023】
また、循環路3には、外部放熱部2を通過した湯水をヒートポンプ式加熱器33を迂回してエンジン排熱利用式加熱器34に流入させるためのヒートポンプ用バイパス路67と、エンジン排熱利用式加熱器34を通過した湯水を補助加熱器35を迂回して循環させるための補助用バイパス路68とが接続され、ヒートポンプ用バイパス路67には、電磁式のヒートポンプバイパス開閉弁69が設けられ、補助用バイパス路68には、電磁式の補助バイパス開閉弁70が設けられている。
【0024】
そして、湯水循環手段Eが、循環路3、上部接続路25、戻し路26、取り出し路27、循環ポンプP1、および、上部開閉弁28、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、戻し開閉弁29、ヒートポンプ用開閉弁60、ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助バイパス開閉弁70などにより構成され、上部開閉弁28、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、戻し開閉弁29、ヒートポンプ用開閉弁60、ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助バイパス開閉弁70の開閉操作により、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を加熱部4にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す形態の貯湯初期運転状態で湯水を循環させる貯湯初期運転と、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を加熱部4にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる貯湯運転と、加熱部4にて加熱した湯水を外部放熱部2に供給し、かつ、外部放熱部2を通過した湯水の全量を貯湯タンク1を迂回して加熱部4に直接戻す形態の放熱運転状態で湯水を循環させる放熱運転とに切り換え自在に構成されている。
【0025】
また、循環調整手段Fが、給水サーミスタ9,入り温度サーミスタ61,循環量センサ62,水比例バルブ65、貯湯サーミスタ66,貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4などにより構成され、給湯操作手段Gが、貯湯出口サーミスタ13、ミキシングバルブ8、給湯用水比例バルブ15、給湯流量センサ20、湯張り流量センサ21、湯張り電磁弁22などにより構成され、風呂操作手段Hが、水位センサ56、風呂戻りサーミスタ57、二方弁58、風呂ポンプP3、風呂水流スイッチ59などで構成され、暖房操作手段Jが、暖房戻りサーミスタ48、暖房ポンプP2、暖房往きサーミスタ50などで構成されている。
【0026】
前記貯湯ユニット制御部Cは、上部開閉弁28、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、戻し開閉弁29、ヒートポンプ用開閉弁60、ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助バイパス開閉弁70の夫々を開閉制御することにより、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を加熱部4にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻したり、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を加熱部4にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に戻したり、循環路3を加熱部4と外部放熱部2とに亘って循環させたりするように構成されている。
【0027】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bは、複数の室内機71と室外機72とを備えて、複数の空調対象空間を空調することができるように構成され、室内機71と室外機72と貯湯ユニットAにおけるヒートポンプ式加熱器33とが冷媒配管73で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bにおける冷媒をヒートポンプ式加熱器33に供給できるように構成されている。
前記複数の室内機71の夫々には、室内熱交換器75、その室内熱交換器75で温調した空気を空調対象空間へ送出する室内空調用送風機76などが備えられている。
【0028】
前記室外機72には、電子膨張弁74,89、ガスエンジン77、ガスエンジン77にて駆動される冷媒圧縮機78、アキュムレータ79、四方弁80、室外熱交換器81、その室外熱交換器82に対し外気を通風する室外空調用送風機82、ラジエータ83、ラジエータ用送風機84、ヒートポンプ運転制御部Dなどが備えられている。
また、ガスエンジン77の冷却用の冷却水をラジエータ83との間で循環させる冷却水路85が設けられ、この冷却水路85にラジエター用ポンプP4とエンジン出口側での冷却水温度を検出する冷却水温度サーミスタ95が設けられ、ガスエンジン77の排熱を回収した冷却水を、加熱用冷却水路91を通してエンジン排熱利用式加熱器34に供給する加熱状態と、ラジエータ83に供給して放熱される放熱状態とに切り換え自在な排熱切換機構86が設けられている。
【0029】
そして、ヒートポンプ運転手段Kが、ガスエンジン77、電子膨張弁74,89、室内空調用送風機76、冷媒圧縮機78、四方弁80、室外空調用送風機82、低圧側の冷媒圧力を検出する低圧検出手段87、高圧側の冷媒圧力を検出する高圧検出手段88などにより構成され、冷却水循環手段Lが、冷却水路85、加熱用冷却水路91、ラジエータ用ポンプP4、ラジエータ用送風機84、排熱切換機構86、冷却水温度サーミスタ95などにより構成されている。
【0030】
前記貯湯ユニット制御部Cとヒートポンプ運転制御部Dとは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調運転中であることや、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bへの駆動要求などの制御信号を送受信可能に構成にされ、図3に示すように、空調対象空間としての各部屋に設置されている空調リモコン93および貯湯リモコン92の指令に基づいて、空調対象空間への空調冷房運転や空調暖房運転などの空調運転、貯湯タンク1内に湯水を貯湯する貯湯運転、外部放熱部2にて放熱する放熱運転、貯湯タンク1内の貯湯量が最低確保量未満のときに給湯する給湯優先運転などの運転制御を実行するように構成されている。
【0031】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転について説明すると、空調リモコン93から空調冷房要求や空調暖房要求などの空調要求があると、ヒートポンプ運転制御部Dがヒートポンプ運転手段Kおよび冷却水循環手段Lの運転を制御し、空調リモコン93による空調要求に基づいて、ガスエンジン77により圧縮機78を作動させて、四方弁80の切換え操作により空調冷房運転と空調暖房運転とを選択切換え、室内機71の電子膨張弁74の開閉制御により、各空調対象空間への空調を切り換えて、ヒートポンプ運転手段Kを制御するように構成されている。
【0032】
すなわち、ヒートポンプ運転制御部Dは、空調リモコン93から空調冷房要求があると、空調冷房要求がある部屋に相当する電子膨張弁74を開状態にして、室内熱交換器75を蒸発器として機能させて、空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器81を凝縮器として機能させて外気に対して放熱させるように、ヒートポンプ運転手段Kを制御して空調冷房運転を実行する。
また、ヒートポンプ運転制御部Dは、空調リモコン93から空調暖房要求があると、空調暖房要求がある部屋に相当する電子膨張弁74を開状態にして、室内熱交換器75を凝縮器として機能させて、空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器81を蒸発器として機能させて外気から吸熱させるように、ヒートポンプ運転手段Kを制御して空調暖房運転を実行する。
【0033】
尚、ヒートポンプ運転制御部Dは、空調冷房運転においても、空調暖房運転においても、冷媒圧力が設定目標圧力になるように、冷媒圧縮機78の回転速度を、検出した冷媒圧力と設定目標圧力との偏差に基づいてフィードバック制御し、その制御における時定数は充分大きく設定されていて、回転速度の増減変更は緩やかな速度で行われる。
【0034】
そして、冷却水循環手段Lは、空調冷房運転において、ラジエータ用ポンプP4を作動させ、ラジエータ用送風機84を作動させラジエータ83にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器34にて加熱可能なときには、冷却水路85を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構86を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱器34に供給するようにしている。
また、空調暖房運転において、ラジエータ用ポンプP4を作動させ、ラジエータ用送風機84を作動させラジエータ83にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器34にて加熱可能なときには、暖房負荷が小さくかつ冷却水路85を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構86を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱器34に供給するようにしている。
【0035】
前記空調冷房運転においては、室内熱交換器75を蒸発器として機能させて空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器81を凝縮器として機能させて外気に対して放熱するようにしている。
この空調冷房運転では、ヒートポンプ運転制御部Dは、低圧検出手段87の検出情報に基づいて、その検出圧力が冷房用の目標圧力になるようにガスエンジン77の回転速度を制御するようにしている。
また、空調冷房運転において、ヒートポンプ運転制御部Dは、排熱切換機構86を加熱状態に切り換えて冷却水をエンジン排熱利用式加熱器34に供給し、循環路3を通流する湯水をエンジン排熱で加熱するようにしている。
【0036】
前記空調冷房運転における冷媒の流れについて説明を加えると、冷媒圧縮機78から吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方弁80を介して室外熱交換器81に供給し、この室外熱交換器81において外気との熱交換により凝縮される。
そして、室外熱交換器81から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁74を介して室内熱交換器75に供給し、この室内熱交換器75において冷却対象空気との熱交換により蒸発される。
その後、室内熱交換器75から送出される低圧乾き蒸気冷媒を、四方弁80およびアキュムレータ79を介して冷媒圧縮機78の吸入口に戻す。
【0037】
前記空調暖房運転においては、室内熱交換器75を凝縮器として機能させて空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器81を蒸発器として機能させて外気から吸熱するようにしている。
この空調暖房運転では、ヒートポンプ運転制御部Dは、高圧検出手段88の検出情報に基づいて、その検出圧力が暖房用の目標圧力になるようにガスエンジン77の回転速度を制御するようにしている。
また、この空調暖房運転において、加熱用冷媒配管90を通してヒートポンプ式加熱器33に高圧冷媒を供給する加熱用運転により、循環路3を通流する湯水を加熱するようにしている。
【0038】
前記空調暖房運転における冷媒の流れについて説明を加えると、電子膨張弁74,89が所定開度になるように制御する初期制御を行い、高圧検出手段88の検出圧力が目標圧力になるように、ガスエンジン77の回転数を増減して、冷媒圧縮機78の回転速度を制御し、冷媒圧縮機78から吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方弁80を介して室内熱交換器75およびヒートポンプ式加熱器33に供給し、室内熱交換器75においては加熱対象空気との熱交換により凝縮され、ヒートポンプ式加熱器33においては循環路3の湯水との熱交換により凝縮される。
【0039】
そして、室内熱交換器75から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁74を介して室外熱交換器81に供給するとともに、ヒートポンプ式加熱器33から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁89を介して室外熱交換器81に供給して、この室外熱交換器81において外気との熱交換により蒸発される。
その後、室外熱交換器81から送出される低圧乾き蒸気冷媒を四方弁80およびアキュムレータ79を介して冷媒圧縮機78の吸入口に戻す。
【0040】
尚、電子膨張弁74,89の初期制御が完了したあとは、室内熱交換器75やヒートポンプ式加熱器33の下流側における冷媒温度を冷媒温度センサ96で検出して、この検出温度が飽和液温度から所定値を引いた目標温度になるように、電子膨張弁74,89の開度を調整するサブクール制御を実行する。
つまり、サブクール制御は、室内熱交換器75やヒートポンプ式加熱器33で凝縮して放熱し、その結果、冷却された冷媒の温度を冷媒温度センサ96で検出して、その検出温度が、高圧検出手段88で検出した検出圧力を基にして予めメモリに記憶されているデータから求まる飽和液温度よりも、所定値( サブクール値) だけ低くなるように電子膨張弁74,89の開度を調整する。
【0041】
そして、飽和液温度から所定値を引いた目標温度に対して冷媒温度センサ96による検出温度が高いほど、電子膨張弁74,89の開度を小さくすることにより、冷媒の循環量が減少して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が増加して冷媒温度センサ96による検出温度が低下し、かつ、高圧検出手段88による検出圧力が増加して飽和液温度が上昇して、冷媒温度センサ96による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
また、目標温度に対して冷媒温度センサ96による検出温度が低いほど、電子膨張弁74,89の開度を大きくすることにより、冷媒の循環量が増加して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が減少して冷媒温度センサ96による検出温度が上昇し、かつ、高圧検出手段88による検出圧力が減少して飽和液温度が低下して、冷媒温度センサ96による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
【0042】
また、貯湯ユニット制御部Cには、貯湯タンク1内の貯湯量Rを検出する貯湯量検出手段Mや、貯湯タンク1に貯湯する目標貯湯量Raを設定する目標貯湯量設定手段Nなどが設けられている。
前記貯湯量検出手段Mと目標貯湯量設定手段Nはプログラム形式で設けられ、貯湯量検出手段Mは、貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4のうちで貯湯設定温度Te以上の温度を検出する最下位の貯湯温度サーミスタがいずれの貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4であるかにより、その貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4の検出位置に対応する量として予め設定されている量の湯水を貯湯量Rとして検出するように構成され、目標貯湯量設定手段Nは、4個の貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4のいずれかに対応する貯湯量Rを目標貯湯量Raとして設定するように構成されている。
【0043】
そして、最上部の貯湯温度サーミスタS1に対応する貯湯量Rが最低確保量Rmin として、上から2番目の貯湯温度サーミスタS2に対応する貯湯量Rが小貯湯量Rs として、上から3番目の貯湯温度サーミスタS3に対応する貯湯量Rが中貯湯量Rm として、また、最下部の貯湯温度サーミスタS4に対応する貯湯量Rが最大貯湯量Rmax として、夫々、予め設定されている。
ちなみに、本実施形態では、最低確保量Rmin が17リットル、小貯湯量Rs が30リットル、中貯湯量Rm が70リットル、最大貯湯量Rmax が113リットルとして設定されている。
【0044】
次に、貯湯ユニットAの運転について説明すると、貯湯リモコン92の要求指令やヒートポンプ運転手段Kの運転状態などに基づいて、貯湯ユニット制御部Cが、湯水循環手段E、循環調整手段F、給湯操作手段G、風呂操作手段H、暖房操作手段J、補助加熱器34の夫々の運転を制御して、貯湯運転、放熱運転、および、給湯優先運転などの運転を実行するように構成されている。
【0045】
前記湯水循環手段Eについて具体的に説明すると、この湯水循環手段Eは、貯湯タンク1に湯水を貯湯するときに、貯湯運転状態としてのヒートポンプ貯湯運転状態( 以下、HP貯湯運転状態という) および補助加熱貯湯運転状態、貯湯初期運転状態としてのヒートポンプ貯湯初期運転状態( 以下、HP貯湯初期運転状態という) 、補助加熱貯湯初期運転状態の夫々に切り換えられ、外部放熱部2にて放熱するときに、追焚き運転状態、暖房運転状態、追焚き・暖房同時運転状態の夫々に切り換えられるように構成されている。
【0046】
そして、貯湯タンク1に湯水を貯湯するときには、ヒートポンプ式加熱器33または補助加熱器35にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度に満たないときには、HP貯湯初期運転状態または補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて貯湯タンク1内の湯水を循環させ、ヒートポンプ式加熱器33または補助加熱器35にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度になると、HP貯湯運転状態または補助加熱貯湯運転状態に切り換えて貯湯タンク1に貯湯するようにしている。
また、外部放熱部2にて放熱するときには、追焚き要求のみの要求があると、追焚き運転状態に切り換え、暖房要求のみの要求があると、暖房運転状態に切り換え、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、追焚き・暖房同時運転状態に切り換えるようにしている。
【0047】
以下、湯水循環手段Eの夫々の状態について説明を加える。
なお、この湯水循環手段Eの夫々の状態における説明において、上部開閉弁28、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、ヒートポンプ用開閉弁60、補助用断続開閉弁63、ヒートポンプバイパス開閉弁69,および、補助バイパス開閉弁70の開閉状態について、開弁させる開閉弁のみを記載し、記載していない開閉弁については閉弁させるものとする。
【0048】
前記HP貯湯運転状態においては、上部開閉弁28および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯させるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱したのち、その温水を補助加熱器35を迂回して貯湯タンク1の上部に戻すようにしている。
前記補助加熱貯湯運転状態においては、上部開閉弁28および補助用断続開閉弁63を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯させるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に戻すようにしている。
【0049】
前記HP貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱したのち、その湯水を補助加熱器35を迂回して貯湯タンク1の底部に戻すようにしている。
前記補助加熱貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44および補助用断続開閉弁63を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク1の底部に戻すようにしている。
【0050】
前記追焚き運転状態においては、ヒートポンプ式加熱器33にて加熱するときは、風呂用開閉弁45、ヒートポンプ用開閉弁60および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させて、ヒートポンプ式加熱器33にて加熱された温水を風呂用熱交換部43にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1を迂回してヒートポンプ式加熱器33に戻し、補助加熱器35にて加熱するときは、風呂用開閉弁45、補助用断続開閉弁63およびヒートポンプバイパス開閉弁69を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させて、補助加熱器35にて加熱された温水を風呂用熱交換部43にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1とヒートポンプ式加熱器33とを迂回して補助加熱器35に戻すようにしている。
【0051】
前記暖房運転状態においては、暖房用開閉弁44、補助用断続開閉弁63およびヒートポンプバイパス開閉弁69を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、補助加熱器35にて加熱された温水を暖房用熱交換部42にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1とヒートポンプ式加熱器33とを迂回して補助加熱器35に戻すようにしている。
前記追焚き・暖房同時運転状態においては、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、補助用断続開閉弁63およびヒートポンプバイパス開閉弁69を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、補助加熱器35にて加熱された温水を風呂用熱交換部43および暖房用熱交換部42にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1とヒートポンプ式加熱器33とを迂回して補助加熱器35に戻すようにしている。
【0052】
前記貯湯ユニット制御部Cの運転として、貯湯運転、放熱運転、および、給湯優先運転について説明する。
前記貯湯運転は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中であるか否かにより、ヒートポンプ貯湯運転( 以下、HP貯湯運転という) または補助加熱貯湯運転のいずれかを選択して実行され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中に貯湯リモコン92から指令される加熱要求としての貯湯要求があると、補助加熱器35を運転させて貯湯する補助加熱貯湯運転を実行させて補助加熱優先運転を実行し、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中ではないときに貯湯要求があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bを空調暖房運転させて貯湯するHP貯湯運転を実行させてヒートポンプ優先運転を実行するように構成されている。
【0053】
そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中に空調リモコン93からの空調暖房要求が解除された状態において、貯湯要求があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転を継続したままHP貯湯運転を実行するように構成されている。
また、HP貯湯運転中に、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bへの空調暖房要求があると、ガスエンジン77の回転速度や暖房要求されている部屋の暖房負荷などに基づいて、HP貯湯運転を継続している状態でのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの空調能力が空調負荷に対して余裕があるのか不足しているのかを判別し、空調能力に余裕があるときには、HP貯湯運転を継続するとともに、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bにて空調暖房運転させる空調追加運転を実行し、空調能力が不足しているときには、HP貯湯運転から補助加熱貯湯運転に切り換えかつエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bにて空調暖房運転させるように構成されている。
【0054】
前記貯湯運転におけるHP貯湯運転について具体的に説明すると、まず、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bを暖房運転させて高圧冷媒をヒートポンプ式加熱器33に供給するととともに、湯水循環手段EをHP貯湯初期運転状態にて運転させ、貯湯タンク1内の湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱させる。
そして、貯湯サーミスタ66にて検出される温度が貯湯許容温度以上になると、湯水循環手段EをHP貯湯初期運転状態からHP貯湯運転状態に切り換えるとともに、貯湯タンク1の上部に貯湯される温水の温度が貯湯設定温度となるように、貯湯サーミスタ66の検出情報に基づいて循環用水比例バルブ65の開度を調整するようにしている。
【0055】
このようにして、貯湯タンク1内の湯水が温度成層を形成しながら貯湯され、貯湯タンク1の貯湯量が貯湯リモコン92などにより設定された目標貯湯量になると、設定時間貯湯タンク1への貯湯を継続したのち、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転を停止させるとともに、循環ポンプP1の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Eの運転を停止させる。
ちなみに、目標貯湯量は、「少」、「中」、「満」のうちのひとつが選択でき、例えば、目標貯湯量として「中」が選択されているときには、中部サーミスタS3が貯湯設定温度よりも設定温度だけ低い温度を検出すると、貯湯タンク1の貯湯量が目標貯湯量になっていると検出するようにしている。
【0056】
前記貯湯運転における補助加熱貯湯運転について具体的に説明すると、まず、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す補助加熱貯湯初期運転と、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する補助加熱貯湯運転とに切り換えて貯湯される。
【0057】
つまり、貯湯ユニット制御部Cは、貯湯用目標温度Tbよりも8℃高い温度を越える沸き上げ温度Ta、又は、貯湯用目標温度Tbよりも15℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが貯湯サーミスタ66により1秒間継続して検出されるまで、補助加熱貯湯初期運転状態にて湯水を1リットル/minの循環量Qで循環させる補助加熱貯湯初期運転を行い、貯湯用目標温度Tbよりも8℃高い温度を越える沸き上げ温度Ta、又は、貯湯用目標温度Tbよりも15℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが1秒間継続して検出されると、補助加熱貯湯運転に切り換えて、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbになるように循環量Qを制御するように構成されている。
【0058】
このようにして、貯湯タンク1内の湯水が温度成層を形成しながら貯湯され、貯湯タンク1の貯湯量が貯湯リモコン92などにより設定された目標貯湯量になると、設定時間貯湯タンク1への貯湯を継続したのち、補助加熱器35の運転を停止させるとともに、循環ポンプP1の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Eの運転を停止させる。
【0059】
前記放熱運転は、追焚き要求のみの要求があると、追焚き運転を実行し、暖房要求のみの要求があると、暖房運転を実行し、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、追焚き・暖房同時運転を実行するように構成されている。
【0060】
前記放熱運転における追焚き運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Eを追焚き運転状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ66による検出温度が追焚き用設定温度になるようにファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整するとともに、風呂ポンプP3を作動させて浴槽内の湯水を風呂戻り路18および風呂往き路19を通して循環させる。
そして、風呂用熱交換部43にて浴槽内の湯水を加熱して追焚きし、風呂戻りサーミスタ57の検出温度が追焚き用設定温度以上になると、風呂ポンプP3の作動を停止するとともに、補助加熱器35の運転および湯水循環手段Eの運転を停止させる。
【0061】
前記放熱運転における暖房運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Eを暖房運転状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ66による検出温度が暖房用設定温度になるようにファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整するとともに、暖房ポンプP2を作動させて暖房端末からの熱媒を暖房戻り路46および暖房往き路47を通して循環させ、暖房用熱交換部42にて熱媒を加熱して暖房端末に供給するようにしている。
【0062】
前記放熱運転における追焚き・暖房同時運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Eを追焚き・暖房同時運転状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ66による検出温度が追焚き・暖房同時用設定温度になるようにファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整するとともに、風呂ポンプP3を作動させて浴槽内の湯水を風呂戻り路18および風呂往き路19を通して循環させ、かつ、暖房ポンプP2を作動させて暖房端末からの熱媒を暖房戻り路46および暖房往き路47を通して循環させる。
そして、浴槽の湯水を追焚きするとともに、暖房端末に暖房用熱交換部42にて加熱された熱媒を供給するようにしている。
【0063】
前記給湯優先運転は、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯運転状態に切り換え、補助加熱器35にて加熱された湯水を上部接続路25から給湯路6に給湯しながら、給湯目標温度、貯湯出口サーミスタ13および給水サーミスタ9の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯目標温度になるようにミキシングバルブ8の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ14の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯目標温度との偏差に基づいてミキシングバルブ8の開度を微調整することにより、給湯目標温度の湯水を給湯するようにしている。
【0064】
ちなみに、浴槽に湯張りを行うときには、給湯優先運転と同様に、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、給湯目標温度、貯湯出口サーミスタ13および給水サーミスタ9の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯目標温度になるようにミキシングバルブ8の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ14の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯目標温度との偏差に基づいてミキシングバルブ8の開度を微調整するとともに、湯張り電磁弁22を開弁させ、ミキシングバブル8にて給湯目標温度に調整された湯水を風呂戻り路18および風呂往き路19の両路から浴槽に供給し、浴槽内に湯張り設定量の湯水が供給されると、湯張り電磁弁22を閉弁させるようにしている。
【0065】
前記貯湯ユニットAの制御動作について、図4〜6のフローチャートに基づいて説明する。
前記貯湯ユニットAは、図4のフローチャートに示すように、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行し、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器35の運転および循環ポンプP1の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する。
そして、暖房要求や追焚き要求などの放熱要求があると、放熱運転を実行し、貯湯要求があると、貯湯運転を実行する。
【0066】
前記放熱運転の制御動作について、図5のフローチャートに基づいて説明を加えると、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行する。
貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器35の運転および循環ポンプP1の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する。
【0067】
そして、追焚き要求がありかつ暖房要求がないときには、追焚き運転を実行し、追焚き要求および暖房要求の両要求があるときには、追焚き・暖房同時運転を実行し、追焚き要求がなくかつ暖房要求があるときには、暖房運転を実行する。このようにして、追焚き要求および暖房要求のいずれかまたは両方が要求されているかによって、その要求に応えるべく、追焚き運転、暖房運転、追焚き・暖房同時運転の夫々の運転を実行し、追焚き要求および暖房要求のいずれかまたは両方が満たされて要求が完了すると、湯水循環手段Eおよび補助加熱器35の運転を停止させる放熱停止処理を実行する。
【0068】
前記貯湯運転の制御動作について、図6のフローチャートに基づいて説明を加えると、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行する。
貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器35の運転および循環ポンプP1の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する。
そして、追焚き要求または暖房要求のいずれかの放熱要求があると、放熱運転を実行し、放熱要求がないときは貯湯運転制御を実行して、貯湯タンク1の貯湯量が目標貯湯量になると、設定時間貯湯タンク1への貯湯を継続したのち、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bまたは加熱部4の運転を停止させるとともに、循環ポンプP1の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Eの運転を停止させる貯湯運転停止処理を実行する。
【0069】
前記貯湯運転制御について詳細に説明する。
前記貯湯運転制御は、貯湯リモコン92にて風呂予約設定を行った場合などに、貯湯用目標温度Tbで、かつ、目標貯湯量Raの湯水を貯湯タンク1に貯湯するために、現在の貯湯量Rが目標貯湯量Raに対してかなり少ないと判定したときに、ヒートポンプ式加熱器33や補助加熱器35を使用して行われる。
【0070】
つまり、貯湯ユニット制御部Cが、ヒートポンプ式加熱器33による湯水の沸き上げ温度Taを貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段Eによる湯水の循環量Qを増減制御する循環制御手段として機能し、貯湯運転が指令されるに伴って、図7に示すように、湯水循環手段Eを、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す形態のHP貯湯初期運転状態で湯水を循環させるHP貯湯初期A運転モードとHP貯湯初期B運転モードとに切り換えて、その運転を制御したあと、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態のHP貯湯運転状態で湯水を循環させるHP貯湯A運転モードとHP貯湯B運転モードとに切り換えて、その運転を制御する。
【0071】
また、ヒートポンプ運転制御手段としてのヒートポンプ運転制御部Dは、貯湯運転が指令されるに伴って、ヒートポンプ式加熱器33の冷媒圧縮機78を起動させて、ヒートポンプ式加熱器33に供給される冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機78の回転速度を制御しながら、ヒートポンプ式加熱器33の加熱用運転を制御する。
【0072】
前記HP貯湯初期A運転モードでは、循環量Qが初期目標流量( 3リットル/min) になるように水比例バルブ65の開度を制御し、HP貯湯初期B運転モードでは、循環量Qがヒートポンプ式加熱器33の冷媒圧力に応じて増加するように水比例バルブ65の開度を制御する。
また、HP貯湯A運転モードでは、循環量Qがヒートポンプ式加熱器33の冷媒圧力に応じて増加するように水比例バルブ65の開度を制御し、HP貯湯B運転モードでは、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tb( 本実施形態では、60℃又は67℃のいずれかに設定されている) になるように水比例バルブ65の開度を制御して循環量Qを調整し、必要に応じて、補助加熱器35にて加熱した湯水を貯湯タンク1の上部に供給する補助加熱貯湯運転モードに切り換えて貯湯する。
【0073】
以下、貯湯ユニット制御部Cによる貯湯運転制御について、図8〜図20のフローチャートを参照しながら詳述する。
前記HP貯湯初期A運転モードについて説明する。
前記UP貯湯初期A運転モードによる運転制御では、図8に示すように、タイマ94をリセットして、ヒートポンプ運転制御部Dにヒートポンプ運転要求信号を出力し、ヒートポンプ運転制御部Dからエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転状態を示す運転状態を示す信号としてのヒートポンプの加熱能力不足を示す能力不足信号が入力されている場合は、貯湯待機処理を実行し、能力不足信号が入力されていない場合は、湯水循環手段EをHP貯湯初期運転状態に切り換えて循環ポンプP1を作動させ、循環量Qが初期目標流量( 3リットル/min) になるように水比例バルブ65の開度を制御して、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助用バイパス路68と暖房用循環路3aとを通って貯湯タンク1の底部に戻す形態で湯水を循環させる( ステップ#1〜#4) 。
そして、ヒートポンプ運転制御部Dから運転状態を示す信号としてのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが運転されていることを示すヒートポンプ運転信号が、ヒートポンプ運転要求信号を出力してから5分が経過しても入力されない場合は、貯湯待機処理を実行し、ヒートポンプ運転信号が入力されると、HP貯湯初期B運転モードによる運転制御を開始する( ステップ#5〜#7) 。
【0074】
前記貯湯待機処理は、図9に示すように、循環ポンプP1が作動しているときはその作動を停止するとともに、ヒートポンプ運転要求信号の出力を停止して、タイマ94をリセットし、タイマ94の積算時間が30分になると、HP貯湯初期A運転モードによる運転制御に戻る( ステップ#11〜#15) 。
【0075】
前記HP貯湯初期B運転モードについて説明する。
前記HP貯湯初期B運転モードによる運転制御では、室外機72からヒートポンプ式加熱器33に加熱用冷媒が供給されており、図10に示すように、タイマ94をリセットして、HP貯湯初期運転状態で循環量Qが運転開始用設定量としての初期目標流量( 1リットル/min) になるように水比例バルブ65の開度を制御する( ステップ#21,#22) 。
【0076】
そして、ヒートポンプ運転制御部Dから運転状態を示す信号としての冷却水温度サーミスタ95による検出温度が60℃以上であることを示すエンジン60℃信号が入力されていないときは、HP貯湯初期A運転モードによる運転制御に戻り、エンジン60℃信号が入力されていると、貯湯用目標温度Tbが60℃の場合は上限循環量Qmax を3リットル/minに設定し、貯湯用目標温度Tbが67℃の場合は上限循環量Qmax を2リットル/minに設定して、高圧検出手段88で検出した冷媒圧力が2段階に設定した循環量増大制御用圧力のいずれかになると、その2段階の循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある2段階の設定増大量を循環量増大制御用圧力に応じて選択して、湯水の循環量Qを設定増大量分増加させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行する( ステップ#23〜#27) 。
【0077】
前記循環量増大制御について説明する。
前記循環量増大制御では、図11に示すように、循環量センサ62で検出した循環量Qが上限循環量Qmax 以上のときは、循環量Qを現状に維持し、循環量Qが上限循環量Qmax 未満で、ヒートポンプ運転制御部Dから運転状態を示す信号としての、高圧検出手段88で検出した冷媒圧力が循環量増大制御用圧力の一つである20kgf/cm2(約1.96MPa) であることを示す冷媒20kgf/cm2 信号のみが入力されていると、その循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある設定増大量である0.1リットル/minを選択して、循環量Qをその設定増大量増加させ、高圧検出手段88で検出した冷媒圧力が循環量増大制御用圧力の一つである22kgf/cm2(約2.16MPa) であることを示す冷媒22kgf/cm2 信号が入力されていると、その循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある設定増大量である0.2リットル/minを選択して、循環量Qをその設定増大量増加させる( ステップ#41〜#45) 。
そして、上記循環量増大制御を、ヒートポンプ運転制御部Dから能力不足信号が入力されていない状態で、貯湯用目標温度Tbよりも20℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが貯湯サーミスタ66により5秒間継続して検出されるまで、15秒の演算周期で実行し、能力不足信号が入力されると貯湯待機処理を実行する( ステップ#28〜#34) 。
【0078】
また、上記の循環量増大制御を繰り返す都度、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも4℃低い温度未満か否かを判定し、貯湯用目標温度Tbよりも4℃低い温度未満であれば、貯湯用目標温度Tbが60℃の場合は、HP貯湯初期B運転モードの開始から10分が経過すると貯湯待機処理を実行し、貯湯用目標温度Tbが67℃の場合は、HP貯湯初期B運転モードの開始から15分が経過すると貯湯待機処理を実行する( ステップ#30〜#34) 。
そして、貯湯用目標温度Tbよりも20℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが貯湯サーミスタ66により5秒間継続して検出されると、HP貯湯A運転モードによる運転制御を開始する( ステップ#29) 。
【0079】
前記HP貯湯A運転モードについて説明する。
前記HP貯湯A運転モードによる運転制御では、図12に示すように、タイマ94をリセットし、貯湯タンク1下部の湯水の温度が上がり過ぎて、ヒートポンプの加熱能力が低下しないように、湯水循環手段EをHP貯湯運転状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態で湯水を循環させ、貯湯用目標温度Tbよりも4.5℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが貯湯サーミスタ66により5秒間継続して検出されるまで、前述の循環量増大制御を繰り返し実行する( ステップ#51〜#56) 。
但し、このHP貯湯A運転モードでの運転中に貯湯用目標温度Tbよりも23℃低い温度以下の沸き上げ温度Taが検出されると、貯湯禁止運転モードによる運転制御を開始し、例えば空調暖房負荷が大きくて、能力不足信号が入力されると貯湯待機処理を実行する。
そして、貯湯用目標温度Tbよりも4.5℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが貯湯サーミスタ66により5秒間継続して検出されると、HP貯湯B運転モードによる運転制御を開始する。
【0080】
前記貯湯禁止運転モードについて説明する。
前記貯湯禁止運転モードによる運転制御では、図13に示すように、湯水循環手段EをHP貯湯初期運転状態に切り換え、貯湯用目標温度Tbよりも20℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが検出されるまで後述する貯湯運転用流量制御を繰り返し実行し、貯湯用目標温度Tbよりも20℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが5秒間継続して検出されるとステップ#53に戻る( ステップ#61〜#63) 。
【0081】
前記HP貯湯B運転モードについて説明する。
前記HP貯湯B運転モードによる運転制御では、図14に示すように、タイマ94をリセットし、湯水循環手段EをHP貯湯運転状態に切り換え、上限循環量Qmax を10リットル/minに設定して、貯湯タンク1の上部に供給する加熱湯水の温度を貯湯用目標温度Tbに維持するように、水比例バルブ65のフィードバック制御で、貯湯サーミスタ66により検出される沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbになるように、湯水の循環量Qを設定量増減制御して設定時間待機する貯湯運転用流量制御を15秒の演算周期で繰り返し実行し、貯湯量検出手段Mにより、目標貯湯量が検出されると、HP貯湯B運転モードによる制御を終了する( ステップ#71〜#75) 。
【0082】
前記貯湯運転用流量制御について説明する。
前記貯湯運転用流量制御では、図15〜図17に示すように、貯湯用目標温度Tbよりも23℃低い温度以下の沸き上げ温度Taが検出されると、貯湯禁止運転モードによる運転制御が開始され、貯湯用目標温度Tbよりも23℃低い温度以下の沸き上げ温度Taが検出されいない状態で、循環量Qが上限循環量Qmax を越えているときや、循環量Qが上限循環量Qmax 未満で、かつ、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも1℃低い温度以上で貯湯用目標温度Tbよりも1℃高い温度以下の貯湯目標温度範囲の温度であり、しかも、冷媒22kgf/cm2 信号が入力されていなかったり、冷媒22kgf/cm2 信号が入力されていて、冷媒圧力が現状維持判別用圧力としての22kgf/cm2(( 約2.16MPa) 以上であっても、最大回転信号が入力されていてヒートポンプ式加熱器33に運転余力が無いときには、循環量Qを現状に維持し、最大回転信号が入力されていなくて冷媒圧縮機78の運転状態が最大出力運転状態でないとき、つまり、ヒートポンプ式加熱器33に運転余力が有るときには、循環量Qを0.1リットル/minの設定量増大させてタイマ94をリセットし、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃低い温度以上のときは、設定時間としての90秒間はその増大させた循環量Qで循環させて待機する循環量増大制御を実行する( ステップ#81〜#90) 。
【0083】
そして、循環量増大制御を実行した後、沸き上げ温度Taが貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、冷媒20kgf/cm2 信号が入力されていなかったり、冷媒20kgf/cm2 信号が入力されていても、ヒートポンプ運転制御部Dから運転状態を示す信号としての、ガスエンジン77の現在の回転数が最大回転数であることを示す最大回転信号が入力されていれば、つまり、ヒートポンプ式加熱器33に運転余力が無いときには、沸き上げ温度Taが貯湯目標温度範囲の温度になるように、その沸き上げ温度Taに応じて、循環量Qを設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を実行する( ステップ#91〜#99) 。
【0084】
つまり、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃低い温度以上であれば、循環量Qを0.1リットル/min減少させ( ステップ#94,#95) 、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃低い温度を下回り、かつ、貯湯用目標温度Tbよりも5℃低い温度以上であれば、循環量Qを0.2リットル/min減少させ( ステップ#96,#97) 、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも5℃低い温度を下回り、かつ、貯湯用目標温度Tbよりも6℃低い温度以上であれば、循環量Qを0.3リットル/min減少させ( ステップ#98,#99) 、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも6℃低い温度を下回っていれば、貯湯禁止運転モードによる運転制御を実行する。
【0085】
また、沸き上げ温度Taが加熱湯水の温度が貯湯用目標温度と見なす貯湯用目標温度範囲の温度よりも低いときであっても、冷媒20kgf/cm2 信号が入力されていていて、冷媒圧力が現状維持判別用圧力としての20kgf/cm2(1.96MP a) 以上であり、かつ、最大回転信号が入力されていなくて、冷媒圧縮機78の運転状態が最大出力運転状態でないときは、循環量Qを現状に維持し( ステップ#91〜#93) 、沸き上げ温度Taが貯湯目標温度範囲の温度を越えているときは、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも5℃高い温度以下であれば、循環量Qを0.1リットル/min増加させ、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも5℃高い温度を越えていれば、循環量Qを0.2リットル/min増加させ( ステップ#91,#100〜#102) 。
【0086】
そして、循環量Qを0.3リットル/min減少させたときは、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも4℃低い温度を下回っていると、貯湯用目標温度Tbが60℃の場合は、HP貯湯B運転モードによる運転制御の開始から10分が経過していると貯湯待機処理を実行し、貯湯用目標温度Tbが67℃の場合は、HP貯湯B運転モードによる運転制御の開始から15分が経過していると貯湯待機処理を実行し、貯湯待機処理を実行しないときは、循環量QがHP貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量である1リットル/minよりも少なく、かつ、最大回転信号が入力されていてヒートポンプ式加熱器33に運転余力が無く、かつ、HP貯湯B運転モードによる運転制御の開始から2分が経過しておれば、補助加熱貯湯運転モードによる運転制御を実行する( ステップ#103〜#110) 。
【0087】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御について、図18〜図20を参照しながら説明する。
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、図18に示すように、HP貯湯運転モードによる運転制御を停止するHP貯湯運転モード停止処理を実行し、補助加熱貯湯初期運転モードによる運転制御を実行した後、補助加熱貯湯許可運転モードによる運転制御を実行する。
【0088】
前記補助加熱貯湯初期運転モードは、図19に示すように、タイマ94をリセットし、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、循環ポンプP1を、湯水の循環量Qが、入り温度サーミスタ61にて検出した入り温度と、貯湯用目標温度Tbと、補助加熱器35の定格運転状態における所定の加熱能力とに基づいて演算した、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbとなる循環量になるように制御し、給湯用目標温度Tcよりも8℃高い温度を越える沸き上げ温度Taを1秒間継続して検出したり、貯湯用目標温度Tbよりも15℃低い温度を超える沸き上げ温度Taを1秒間継続して検出すると、補助加熱貯湯許可運転モードによる運転制御を実行する( ステップ#111〜#115) 。
【0089】
前記補助加熱貯湯許可運転モードは、図20に示すように、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、貯湯量が目標貯湯量になるまで、循環ポンプP1を、湯水の循環量Qが、入り温度サーミスタ61にて検出した入り温度と、貯湯用目標温度Tbと、補助加熱器35の定格運転状態における所定の加熱能力とに基づいて演算した、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbとなる循環量になるように制御し、給湯用目標温度Tcよりも3℃高い温度以下の沸き上げ温度Taを検出したり、貯湯用目標温度Tbよりも20℃低い温度未満の沸き上げ温度Taを検出すると、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換え、補助加熱器35による加熱温度として設定した補助加熱器目標温度Tdよりも5℃低い温度未満の沸き上げ温度Taを2分継続して検出すると循環量を設定量減少させるとともにフラグを立て、更に1分継続すると、補助加熱器35の異常と判断して運転を停止する( ステップ#121〜#133) 。
従って、補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、湯水がヒートポンプ式加熱器33に代えて補助加熱器35にて加熱されて、その補助加熱器35にて加熱した温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態で湯水を循環させる補助加熱貯湯運転状態に切り換えられる。
【0090】
〔第2実施形態〕
前記第1実施形態で示した補助加熱器35で加熱する補助加熱貯湯運転モードに代えて、ヒートポンプ式加熱器33と補助加熱器35とで加熱する補助加熱貯湯運転モードの実施形態を示すが、第1実施形態と同じ構成部分の説明は省略する。
【0091】
本実施形態では、補助加熱貯湯運転状態においては、上部開閉弁28および補助用断続開閉弁63を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯させるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33と補助加熱器35にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に戻すようにしている。
また、補助加熱貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44および補助用断続開閉弁63を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33と補助加熱器35にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク1の底部に戻すようにしている。
【0092】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御を、図21〜図26を参照しながら説明する。
図21〜図23は、第1実施形態で示した貯湯運転用流量制御と同様であるが、図23に示すように、補助加熱貯湯運転モード( ステップ#141) による制御のあと、図14に示すHP貯湯B運転モードに戻って貯湯量が目標貯湯量になっているかを判定し( ステップ#75) 、貯湯量が目標貯湯量になっていないときには、貯湯運転用流量制御を繰り返す点で、第1実施形態と異なっている。
【0093】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、図24に示すように、補助加熱貯湯追加初期運転モードによる運転制御を実行したことを示すフラグ1が立っていると、直ちに補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行し、フラグ1が立っていないときには、加熱貯湯追加初期運転モードによる運転制御を実行した後、フラグ1を立てて、補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行する。
【0094】
前記補助加熱貯湯追加初期運転モードは、図25に示すように、タイマ94をリセットし、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、循環ポンプP1による湯水の循環量Qを設定量増大させ、補助加熱器35による加熱で沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbとなるように、ファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整する燃焼制御を実行し、給湯用目標温度Tcよりも8℃高い温度を越える沸き上げ温度Taを1秒間継続して検出したり、貯湯用目標温度Tbよりも15℃低い温度を超える沸き上げ温度Taを1秒間継続して検出すると、補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行する( ステップ#181〜#186) 。
【0095】
前記補助加熱貯湯追加運転モードは、図26に示すように、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、補助加熱器35による加熱で沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbとなるように、ファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整する燃焼制御を実行して、図14に示すHP貯湯B運転モードに戻り、給湯用目標温度Tcよりも3℃高い温度以下の沸き上げ温度Taを検出したり、貯湯用目標温度Tbよりも20℃低い温度未満の沸き上げ温度Taを検出すると、湯水循環手段Eを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換え、補助加熱器35による加熱温度として設定した補助加熱器目標温度Tdよりも5℃低い温度未満の沸き上げ温度Taを2分継続して検出すると循環量を設定量減少させるとともにフラグ2を立て、更に1分継続すると、補助加熱器35の異常と判断して運転を停止する( ステップ#190〜#200) 。
従って、本実施形態による補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、湯水がヒートポンプ式加熱器33と補助加熱器35とを併用して加熱されて、その加熱した温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態で湯水を循環させる補助加熱貯湯運転状態に切り換えられる。
【0096】
〔その他の実施形態〕
1.上記実施形態では、循環制御手段とヒートポンプ運転制御手段とが通信しながら、制御を行うように構成されているが、例えば、リモコンの情報が、両制御手段に並列的に伝えられたり、冷媒の圧力検出情報、圧縮機の回転数情報等、ヒートポンプ式加熱手段の各種センサの検出情報が、循環制御手段に直接伝えられる形態で制御しても良い。
2.上記実施形態では、設定時間( 15秒) 間隔おきに、冷媒圧力の判別が行なわれる形態で、循環量増大制御が行われるように構成されいるが、例えば、常に冷媒圧力を監視しておき、冷媒圧力が循環量増大制御用圧力になると、直ちに循環量増大制御を行い、その後、必ず設定時間( 15秒) の間は増大制御は行わない形態で実施しても良い。
3.上記実施形態では、水比例バルブの開度を制御して循環量を調整するように構成したが、循環ポンプの駆動を制御して循環量を調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】貯湯式の給湯熱源装置( 貯湯ユニット) の概略構成図
【図2】貯湯式の給湯熱源装置( エンジンヒートポンプ式冷暖房装置) の概略構成図
【図3】制御ブロック図
【図4】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図5】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図6】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図7】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図8】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図9】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図10】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図11】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図12】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図13】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図14】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図15】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図16】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図17】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図18】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図19】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図20】第1実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図21】第2実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図22】第2実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図23】第2実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図24】第2実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図25】第2実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図26】第2実施形態の制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
1 貯湯タンク
6 給湯路
33 ヒートポンプ式加熱器
35 補助加熱器
78 冷媒圧縮機
C 循環制御手段
D ヒートポンプ運転制御手段
E 湯水循環手段
Q 循環量
Ta 沸き上げ温度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water storage tank having a hot water supply channel connected to the upper part thereof, and hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank by a heat pump heater so that the hot water is stored in the hot water storage tank by forming a temperature stratification. After heating, hot water circulation means for circulating hot water in a hot water storage state in which the hot water is supplied to the upper part of the hot water storage tank, and the boiling temperature of hot water by the heat pump heater is maintained at a temperature within the target hot water storage temperature range. Therefore, circulation control means for increasing / decreasing the amount of hot water circulated by the hot water circulation means, and heat pump operation control means for controlling the rotational speed of the refrigerant compressor so that the refrigerant pressure in the heat pump heater becomes a set target pressure. It is related with the hot water storage type hot-water supply heat source apparatus provided.
[0002]
[Prior art]
As a hot water storage type hot water supply heat source device, conventionally, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-24137, hot water taken out from the bottom of a hot water storage tank is heated to a hot water storage target temperature range by a heat pump heater. After heating to a temperature, by supplying the hot water to the upper part of the hot water storage tank, hot water having a boiling temperature within the hot water storage target temperature range can be stored in the hot water tank by forming a temperature stratification.
In the conventional hot water storage hot water source apparatus, generally, the amount of hot water circulated by the hot water circulation means is increased or decreased in order to maintain the boiling temperature of the hot water by the heat pump heater at a temperature within the hot water storage target temperature range. Circulation control means and heat pump operation control means for controlling the rotational speed of the refrigerant compressor so that the refrigerant pressure in the heat pump heater becomes the set target pressure are provided, and the heat pump operation control means has the refrigerant pressure set to the set target pressure. By controlling the rotational speed of the refrigerant compressor, the heat pump heater outputs the heating power required to heat the hot water to be heated to the boiling temperature within the hot water storage target temperature range. Will be adjusted.
Incidentally, this rotational speed control is feedback controlled based on the deviation between the detected refrigerant pressure and the set target pressure, the time constant in the control is set sufficiently large, and the increase / decrease change of the rotational speed is gradual. Will be done at speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Meanwhile, in the conventional hot water storage type hot water supply heat source device, on the other hand, according to the operating state of the heat pump heater, the circulation control means sets the boiling temperature of the hot water by the heat pump heater to a temperature within the target hot water storage temperature range. In order to maintain, the amount of hot water circulated by the hot water circulation means is controlled to increase or decrease. On the other hand, the heat pump operation control means heats the heating power required to heat the hot water to the boiling temperature within the hot water storage target temperature range. The rotational speed of the refrigerant compressor is controlled so that the heater can output.
For this reason, the heat pump operation control means has sufficient operating power if the heat pump heater can output the heating power required to heat the hot water to the boiling temperature within the hot water storage target temperature range. However, no control is performed to draw out the operating capacity of the heat pump heater, and if the circulation control means can maintain the boiling temperature of the hot water at a temperature within the hot water storage target temperature range, Since the control which makes it increase is not performed, there exists a fault which cannot fully utilize the operation capacity of a heat pump type heater, and can store hot water efficiently.
This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at making it possible to store hot water efficiently, fully utilizing the operating capability of a heat pump type heater.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a hot water storage tank having a hot water supply channel connected to an upper portion thereof, and hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank so that the hot water is stored in the hot water storage tank while forming a temperature stratification. Hot water circulating means for circulating hot water in a hot water storage operation state in which the hot water is supplied to the upper part of the hot water storage tank, and the boiling temperature of the hot water by the heat pump heater is stored in the hot water heater. In order to maintain the temperature within the target temperature range, the circulation control means for increasing / decreasing the amount of hot water circulated by the hot water circulation means, and the rotational speed of the refrigerant compressor so that the refrigerant pressure in the heat pump heater becomes the set target pressure. A hot water storage hot water source apparatus provided with a heat pump operation control means for controlling
The circulation control means, the boiling temperature is a temperature in the hot water storage target temperature range, and Based on the refrigerant pressure and the rotational speed of the engine driving the refrigerant compressor or the rotational speed of the refrigerant compressor When the heat pump heater has operating capacity I have determined In this case, the circulation amount increase control for waiting for a set time by increasing the circulation amount of the hot water is repeatedly executed.
[Action]
Even if the boiling temperature is in the hot water storage target temperature range, the circulation control means increases the circulation amount of the hot water by a set amount and waits for a set time if the heat pump heater has sufficient operating capacity. Run repeatedly.
For this reason, the heat pump operation control means controls the rotational speed of the refrigerant compressor so that the refrigerant pressure in the heat pump heater becomes the set target pressure in correspondence with the circulation amount increased by the set amount. The circulation control means waits for a set time after increasing the circulating amount of hot water by a set amount, and heating necessary for heating the increased amount of circulating water to the boiling temperature within the hot water storage target temperature range. In the state where the heat pump type heater can output the power, until the heat pump type heater cannot output sufficient heating power, that is, the operating capacity of the heat pump type heater disappears and the hot water storage target temperature range is reached. The circulating amount can be gradually increased by a set amount until the boiling temperature cannot be maintained.
〔effect〕
If the heat pump heater has operating capacity, hot water can be stored by increasing the circulation rate of hot water without wasting the operating capacity, so that the operating capacity of the heat pump heater can be fully utilized to efficiently store hot water.
[0005]
The characteristic configuration of the invention according to
[Action]
The circulation control means, after executing the circulation amount increase control, when the boiling temperature is lower than the temperature of the hot water storage target temperature range and there is no operating capacity of the heat pump heater, that is, the heat pump heater. When there is no remaining operating capacity and the boiling temperature in the hot water storage target temperature range can no longer be maintained, the circulation amount of the hot water circulation is reduced by a set amount so that the boiling temperature becomes the temperature in the hot water storage target temperature range and the standby time is set. Decrease control is executed repeatedly.
For this reason, the heat pump operation control means controls the rotational speed of the refrigerant compressor so that the refrigerant pressure in the heat pump heater corresponds to the set target pressure corresponding to the circulation amount reduced by the set amount. The circulation control means waits for a set time after reducing the circulating amount of hot water by a set amount, and the heating necessary to heat the circulating amount of the reduced amount of hot water to the boiling temperature within the hot water storage target temperature range. Until the heat pump heater can output enough heat, in other words, until the boiling temperature within the hot water storage target temperature range can be maintained. The circulation amount can be gradually decreased by a set amount.
〔effect〕
If the operating capacity of the heat pump heater is exhausted while gradually increasing the circulating amount of hot water by a set amount to draw out the operating capacity of the heat pump heater, the boiling temperature within the hot water storage target temperature range can be maintained. Since it is possible to store hot water by reducing the circulating amount of hot water, it is easy to maximize the operating capacity of the heat pump heater.
[0006]
According to a third aspect of the present invention, the hot water circulating means is configured to supply hot water taken from the bottom of the hot water storage tank to a heat pump heater so that the hot water is stored in the hot water storage tank by forming a temperature stratification. In combination with an auxiliary heater After heating Alternatively, after being heated by the auxiliary heater instead of the heat pump heater, the hot water is circulated in the form of supplying hot water to the upper part of the hot water tank so that it can be switched to an auxiliary heating hot water storage operation state, The circulation control means is configured such that, in the hot water storage operation state, the boiling temperature is lower than the temperature in the hot water storage target temperature range, the heat pump heater has no operating capacity, and the circulation amount of hot water circulates in the hot water storage operation state. When the flow rate is smaller than the set minimum flow rate set as the minimum flow rate of the hot water to be performed, the operation is switched to the auxiliary heating hot water storage operation state to control the operation of the hot water circulation means.
[Action]
The circulation control means is the hot water storage operation state, the boiling temperature is lower than the temperature of the hot water storage target temperature range, the heat pump heater has no operating capacity, and the hot water circulation rate is the minimum flow rate of hot water to circulate in the hot water storage operation state. When the flow rate is lower than the set minimum flow rate, the hot water circulating means is switched to the auxiliary heating hot water storage operation state to control the operation of the hot water circulating means.
In other words, when the circulation rate of hot water is less than the set minimum flow rate, the circulation rate cannot be reduced to maintain the boiling temperature at the temperature within the hot water storage target temperature range, and there is no operating capacity of the heat pump heater The hot water heated by the auxiliary heater can be supplied to the upper part of the hot water storage tank in combination with the heat pump heater and the auxiliary heater or in place of the heat pump heater.
〔effect〕
Even when heating with the heat pump heater cannot maintain the boiling temperature within the hot water storage target temperature range, hot water with the boiling temperature within the hot water storage target temperature range can be stored.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example in which an embodiment of a hot water storage type hot water supply heat source apparatus according to the present invention is applied to an engine heat pump type air conditioning and hot water supply system will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, this engine heat pump type air conditioning and hot water supply system supplies hot water stored in a hot
[0008]
The hot water storage unit A includes a hot water storage unit controller C that controls the operation of the hot water storage unit A, a hot
[0009]
The hot
Inside the hot
[0010]
The hot
A water supply thermistor 9 for detecting the water supply temperature is provided at a branch point between the
Incidentally, an
[0011]
Further, on the upstream side of the mixing
[0012]
The hot
The general hot water supply path 16 is provided with a hot water
[0013]
The
Specifically, an
[0014]
The
Incidentally, a
[0015]
The
A
[0016]
The
A
[0017]
The external
Then, the
The
[0018]
In the heating
The
[0019]
The replenishing water tank 49 is provided with an
In addition, a
[0020]
The bath
The
[0021]
Between the connection point of the return path 26 and the connection point of the
[0022]
Between the auxiliary intermittent opening / closing
[0023]
The
[0024]
Then, the hot water circulation means E includes the
[0025]
The circulation adjusting means F includes a water supply thermistor 9, an
[0026]
The hot water storage unit controller C includes an upper on-off
[0027]
The engine heat pump air conditioner B includes a plurality of
Each of the plurality of
[0028]
The
A cooling
[0029]
Then, the heat pump operation means K detects the low-pressure side refrigerant pressure by the
[0030]
The hot water storage unit control unit C and the heat pump operation control unit D are configured to be able to transmit and receive control signals such as that the engine heat pump air conditioner B is in an air conditioning operation and a drive request to the engine heat pump air conditioner B. As shown in FIG. 3, the air conditioning operation such as the air conditioning cooling operation and the air conditioning heating operation to the air conditioning target space based on the commands of the air conditioning
[0031]
The operation of the engine heat pump air conditioner B will be described. When there is an air conditioning request such as an air conditioning cooling request or an air conditioning heating request from the air conditioning
[0032]
That is, when there is an air conditioning cooling request from the air conditioning
Further, when there is an air conditioning heating request from the air conditioning
[0033]
The heat pump operation control unit D determines the rotational speed of the
[0034]
The cooling water circulation means L can be heated by the engine exhaust heat
In the air-conditioning / heating operation, the radiator pump P4 is operated, the
[0035]
In the air-conditioning cooling operation, the
In this air conditioning cooling operation, the heat pump operation control unit D controls the rotational speed of the
Further, in the air conditioning and cooling operation, the heat pump operation control unit D switches the exhaust
[0036]
The flow of the refrigerant in the air-conditioning cooling operation will be described. The high-pressure dry vapor refrigerant discharged from the
Then, the condensing process passing refrigerant sent from the
Thereafter, the low-pressure dry vapor refrigerant delivered from the
[0037]
In the air-conditioning / heating operation, the
In this air conditioning heating operation, the heat pump operation control unit D controls the rotational speed of the
In this air conditioning heating operation, the hot water flowing through the
[0038]
When the flow of the refrigerant in the air conditioning heating operation is described, initial control is performed so that the
[0039]
The condensation process passing refrigerant sent from the
Thereafter, the low-pressure dry vapor refrigerant sent from the
[0040]
After the initial control of the
That is, in the subcool control, the
[0041]
Then, the higher the temperature detected by the
Further, the lower the temperature detected by the
[0042]
The hot water storage unit controller C includes a hot water storage amount detection means M for detecting the hot water storage amount R in the hot
The hot water storage amount detection means M and the target hot water storage amount setting means N are provided in a program format, and the hot water storage amount detection means M detects a temperature of the hot water storage temperature thermistors S1, S2, S3, S4 that is equal to or higher than the hot water storage setting temperature Te. Depending on which hot water storage temperature thermistor S1, S2, S3, S4 is the lowest hot water storage temperature thermistor, an amount set in advance as an amount corresponding to the detection position of the hot water storage temperature thermistors S1, S2, S3, S4. Hot water is detected as the hot water storage amount R, and the target hot water storage amount setting means N sets the hot water storage amount R corresponding to any one of the four hot water storage temperature thermistors S1, S2, S3, S4 as the target hot water storage amount Ra. Is configured to do.
[0043]
The hot water storage amount R corresponding to the uppermost hot water storage temperature thermistor S1 is the minimum secured amount Rmin, the hot water storage amount R corresponding to the second hot water storage temperature thermistor S2 is the small hot water storage amount Rs, and the third hot water storage from the top. The hot water storage amount R corresponding to the temperature thermistor S3 is preset as the intermediate hot water storage amount Rm, and the hot water storage amount R corresponding to the lowest hot water storage temperature thermistor S4 is preset as the maximum hot water storage amount Rmax.
Incidentally, in this embodiment, the minimum secured amount Rmin is set to 17 liters, the small hot water storage amount Rs is set to 30 liters, the intermediate hot water storage amount Rm is set to 70 liters, and the maximum hot water storage amount Rmax is set to 113 liters.
[0044]
Next, the operation of the hot water storage unit A will be described. Based on the request command of the hot water
[0045]
The hot water circulating means E will be described in detail. When the hot water circulating means E stores hot water in the hot
[0046]
When hot water is stored in the hot
Further, when heat is radiated by the external
[0047]
Hereinafter, each state of the hot water circulating means E will be described.
In the description of each state of the hot water circulating means E, the upper on-off
[0048]
In the HP hot water storage operation state, the upper on-off
In the auxiliary heating hot water storage operation state, the upper on-off
[0049]
In the HP hot water storage initial operation state, the return on / off
In the auxiliary heating hot water storage initial operation state, the return on / off
[0050]
In the reheating operation state, when the
[0051]
In the heating operation state, the heating on-off
In the reheating / heating simultaneous operation state, the heating on / off
[0052]
As the operation of the hot water storage unit controller C, a hot water storage operation, a heat radiation operation, and a hot water supply priority operation will be described.
The hot water storage operation is executed by selecting either a heat pump hot water storage operation (hereinafter referred to as an HP hot water storage operation) or an auxiliary heating hot water storage operation depending on whether or not the engine heat pump air conditioner B is in an air conditioning heating operation. If there is a hot water storage request as a heating request commanded from the hot water storage
[0053]
Then, when there is a hot water storage request in a state in which the air conditioning heating request from the air conditioning
In addition, if there is an air conditioning heating request to the engine heat pump air conditioner B during the HP hot water storage operation, the HP hot water storage operation is continued based on the rotational speed of the
[0054]
The HP hot water storage operation in the hot water storage operation will be described in detail. First, the engine heat pump air conditioner B is heated to supply high-pressure refrigerant to the
When the temperature detected by the hot
[0055]
In this way, when the hot water in the hot
Incidentally, the target hot water storage amount can be selected from one of “small”, “medium”, and “full”. For example, when “medium” is selected as the target hot water storage amount, the central thermistor S3 is set at the hot water storage set temperature. If a temperature lower than the set temperature is detected, it is detected that the amount of hot water stored in the hot
[0056]
The auxiliary heating hot water storage operation in the hot water storage operation will be specifically described. First, the hot water circulating means E is switched to the auxiliary heating hot water storage initial operation state, and the hot water taken out from the bottom of the hot
[0057]
That is, the hot water storage unit controller C determines that the boiling temperature Ta exceeding the
[0058]
In this way, when the hot water in the hot
[0059]
When there is a request only for a reheating request, the heat dissipation operation performs a reheating operation, and when there is a request only for a heating request, a heating operation is performed, and when there are both a renewal request and a heating request, It is configured to execute the chasing and heating simultaneous operation.
[0060]
The reheating operation in the heat radiation operation will be specifically described. The hot water circulation means E is switched to the reheating operation state, and the rotation speed of the
Then, the hot water in the bathtub is heated and chased by the bath
[0061]
The heating operation in the heat radiation operation will be specifically described. The hot water circulation means E is switched to the heating operation state, and the rotation speed of the
[0062]
The reheating and heating simultaneous operation in the heat radiation operation will be described in detail. The hot water circulation means E is switched to the reheating and heating simultaneous operation state, and the temperature detected by the hot
And while chasing the hot water of a bathtub, the heating medium heated in the
[0063]
The hot water supply priority operation is executed when hot water is supplied to a hot water tap or the like when the amount of hot water stored in the hot
[0064]
By the way, when hot water is filled in the bathtub, similar to hot water supply priority operation, it is executed when hot water is stored in a hot water tap or the like when the amount of hot water stored in the hot
[0065]
The control operation of the hot water storage unit A will be described based on the flowcharts of FIGS.
As shown in the flowchart of FIG. 4, the hot water storage unit A executes hot water supply priority operation when the hot water storage amount of the hot
And if there exists a heat dissipation request | requirement, such as a heating request | requirement and a follow-up request | requirement, a heat dissipation operation will be performed, and a hot water storage operation will be performed if there exists a hot water storage request | requirement.
[0066]
When the control operation of the heat radiation operation is described based on the flowchart of FIG. 5, the hot water storage amount of the hot
If the amount of hot water stored in the hot
[0067]
When there is a renewal request and there is no heating request, a renewal operation is executed. When there are both a renewal request and a heating request, a renewal and heating simultaneous operation is executed, and there is no renewal request. When there is a heating request, the heating operation is executed. In this way, depending on whether one or both of the renewal request and the heating request is requested, each of the renewal operation, the heating operation, and the simultaneous reheating / heating operation is executed in order to meet the request, When either or both of the follow-up request and the heating request are satisfied and the request is completed, a heat radiation stop process for stopping the operation of the hot water circulating means E and the
[0068]
When the control operation of the hot water storage operation is described based on the flowchart of FIG. 6, when the hot water storage amount of the hot
If the amount of hot water stored in the hot
When there is a heat release request for either a renewal request or a heating request, a heat release operation is executed. When there is no heat release request, hot water storage operation control is executed, and the amount of hot water stored in the hot
[0069]
The hot water storage operation control will be described in detail.
In the hot water storage operation control, when the hot water
[0070]
That is, the circulation control means for the hot water storage unit controller C to increase / decrease the hot water circulation amount Q by the hot water circulation means E in order to maintain the boiling temperature Ta of the hot water by the
[0071]
Moreover, the heat pump operation control part D as a heat pump operation control means starts the refrigerant |
[0072]
In the HP hot water storage initial A operation mode, the opening of the water
In the HP hot water storage A operation mode, the opening degree of the water
[0073]
Hereinafter, hot water storage operation control by the hot water storage unit controller C will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS.
The HP hot water storage initial A operation mode will be described.
In the operation control in the UP hot water storage initial A operation mode, as shown in FIG. 8, the
And even if 5 minutes have passed since the heat pump operation signal indicating that the engine heat pump type air conditioner B is operated as a signal indicating the operation state from the heat pump operation control unit D, the heat pump operation request signal is output. If not input, hot water storage standby processing is executed, and when a heat pump operation signal is input, operation control in the HP hot water storage initial B operation mode is started (
[0074]
As shown in FIG. 9, when the circulating pump P1 is operating, the hot water storage standby processing stops its operation, stops the output of the heat pump operation request signal, resets the
[0075]
The HP hot water storage initial B operation mode will be described.
In the operation control in the HP hot water storage initial B operation mode, the heating refrigerant is supplied from the
[0076]
And when the
[0077]
The circulation amount increase control will be described.
In the circulation amount increasing control, as shown in FIG. 11, when the circulation amount Q detected by the
Then, in the circulation amount increase control, the boiling temperature Ta exceeding 20 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is generated by the hot
[0078]
Further, each time the above circulation amount increase control is repeated, it is determined whether or not the boiling temperature Ta is less than 4 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb, and if it is less than 4 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb. For example, when the target temperature Tb for hot water storage is 60 ° C., hot water storage standby processing is executed when 10 minutes have elapsed from the start of the HP hot water storage initial B operation mode, and when the target temperature Tb for hot water storage is 67 ° C. When 15 minutes have elapsed from the start of the B operation mode, hot water storage standby processing is executed (steps # 30 to # 34).
When the boiling temperature Ta exceeding 20 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is continuously detected for 5 seconds by the hot
[0079]
The HP hot water storage A operation mode will be described.
In the operation control in the HP hot water storage A operation mode, as shown in FIG. 12, the hot water circulating means is set so that the
However, if a boiling temperature Ta below 23 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is detected during operation in the HP hot water storage A operation mode, operation control in the hot water storage prohibition operation mode is started. When the load is large and a capacity shortage signal is input, hot water storage standby processing is executed.
When the boiling temperature Ta exceeding 4.5 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is continuously detected for 5 seconds by the hot
[0080]
The hot water storage prohibition operation mode will be described.
In the operation control in the hot water storage prohibition operation mode, as shown in FIG. 13, the hot water circulation means E is switched to the HP hot water storage initial operation state, and the boiling temperature Ta exceeding 20 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is detected. The flow control for hot water storage operation, which will be described later, is repeatedly executed until a boiling temperature Ta exceeding 20 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is continuously detected for 5 seconds until the flow returns to step # 53 (step # 61). ~ # 63).
[0081]
The HP hot water storage B operation mode will be described.
In the operation control in the HP hot water storage B operation mode, as shown in FIG. 14, the
[0082]
The hot water storage operation flow control will be described.
In the hot water storage operation flow control, as shown in FIGS. 15 to 17, when a boiling temperature Ta that is 23 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is detected, the operation control in the hot water storage prohibition operation mode is started. When the circulating amount Q exceeds the upper limit circulating amount Qmax in the state where the boiling temperature Ta below 23 ° C. below the target temperature Tb for hot water storage is not detected, or when the circulating amount Q is less than the upper limit circulating amount Qmax In addition, the boiling temperature Ta is a temperature in a hot water storage target temperature range that is 1 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb and 1 ° C. higher than the hot water storage target temperature Tb, and the refrigerant is 22 kgf / cm. 2 No signal input or refrigerant 22kgf / cm 2 The signal is input and the refrigerant pressure is 22kgf / cm 2 ((Approximately 2.16 MPa) Even when the maximum rotation signal is input and the
[0083]
Then, after the circulation amount increase control is executed, the boiling temperature Ta is lower than the temperature of the hot water storage target temperature range, and the refrigerant is 20 kgf / cm. 2 No signal is input or refrigerant is 20kgf / cm 2 Even if the signal is input, if the maximum rotation signal indicating that the current rotation speed of the
[0084]
That is, if the boiling temperature Ta is not less than 2.5 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb, the circulation rate Q is decreased by 0.1 liter / min (
[0085]
Further, even when the boiling temperature Ta is lower than the temperature of the hot water storage target temperature range in which the temperature of the heated hot water is regarded as the hot water storage target temperature, the refrigerant is 20 kgf / cm. 2 The signal is input and the refrigerant pressure is 20kgf / cm 2 (1.96 MPa) When the maximum rotation signal is not input and the operation state of the
[0086]
When the circulation rate Q is reduced by 0.3 liter / min, when the boiling temperature Ta is lower than the hot water storage target temperature Tb by 4 ° C., the hot water storage target temperature Tb is 60 ° C. Performs hot water storage standby processing when 10 minutes have elapsed from the start of operation control in the HP hot water storage B operation mode, and when hot water storage target temperature Tb is 67 ° C., starts operation control in the HP hot water storage B operation mode. When 15 minutes have passed, hot water storage standby processing is executed, and when hot water storage standby processing is not executed, the circulation amount Q is 1 liter which is the set minimum flow rate set as the minimum flow rate of hot water to be circulated in the HP hot water storage operation state If less than / min, the maximum rotation signal is input, the
[0087]
The operation control in the auxiliary heating hot water storage operation mode will be described with reference to FIGS.
In the operation control by the auxiliary heating hot water storage operation mode, as shown in FIG. 18, the HP hot water storage operation mode stop process for stopping the operation control by the HP hot water storage operation mode is executed, and the operation control by the auxiliary heating hot water storage initial operation mode is executed. Then, operation control by the auxiliary heating hot water storage permission operation mode is executed.
[0088]
In the auxiliary heating hot water storage initial operation mode, as shown in FIG. 19, the
[0089]
As shown in FIG. 20, the auxiliary heating and hot water permitting operation mode is such that the hot water circulation means E is switched to the auxiliary heating and hot water storage operation state, and the circulation pump P1 is turned on until the hot water storage amount reaches the target hot water storage amount. However, the boiling temperature Ta calculated based on the inlet temperature detected by the
Therefore, in the operation control in the auxiliary heating hot water storage operation mode, hot water is heated by the
[0090]
[Second Embodiment]
Instead of the auxiliary heating hot water storage operation mode that is heated by the
[0091]
In the present embodiment, in the auxiliary heating hot water storage operation state, the upper on-off
In the auxiliary heating hot water storage initial operation state, the return on / off
[0092]
Operation control in the auxiliary heating hot water storage operation mode will be described with reference to FIGS.
FIGS. 21 to 23 are the same as the hot water storage operation flow rate control shown in the first embodiment, but as shown in FIG. 23, after the control in the auxiliary heating hot water storage operation mode (step # 141), FIG. Returning to the indicated hot water storage B operation mode, it is determined whether the hot water storage amount is the target hot water storage amount (step # 75). When the hot water storage amount is not the target hot water storage amount, the hot water storage operation flow control is repeated. This is different from the first embodiment.
[0093]
In the operation control in the auxiliary heating hot water storage operation mode, as shown in FIG. 24, when the
[0094]
In the auxiliary heating hot water storage additional initial operation mode, as shown in FIG. 25, the
[0095]
In the auxiliary heating hot water storage additional operation mode, as shown in FIG. 26, the hot water circulating means E is switched to the auxiliary heating hot water storage operation state so that the boiling temperature Ta becomes the hot water storage target temperature Tb by heating with the
Therefore, in the operation control in the auxiliary heating hot water storage operation mode according to the present embodiment, the hot water is heated using both the
[0096]
[Other Embodiments]
1. In the above embodiment, the circulation control means and the heat pump operation control means are configured to perform control while communicating. For example, information on the remote controller is transmitted to both control means in parallel, The detection information of various sensors of the heat pump heating means such as pressure detection information and compressor rotation speed information may be controlled in a form that is directly transmitted to the circulation control means.
2. In the above embodiment, the refrigerant pressure is determined at intervals of the set time (15 seconds), and the circulation amount increase control is performed. For example, the refrigerant pressure is constantly monitored, When the refrigerant pressure reaches the circulation amount increase control pressure, the circulation amount increase control is immediately performed, and thereafter, the increase control is not necessarily performed during the set time (15 seconds).
3. In the above embodiment, the circulation amount is adjusted by controlling the opening of the water proportional valve. However, the circulation amount may be adjusted by controlling the driving of the circulation pump.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water storage type hot water supply heat source device (hot water storage unit).
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hot water storage type hot water supply heat source device (engine heat pump type air conditioning unit)
FIG. 3 is a control block diagram.
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment.
FIG. 13 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 15 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 16 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment.
FIG. 17 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment.
FIG. 18 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 19 is a flowchart showing a control operation of the first embodiment.
FIG. 20 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment.
FIG. 21 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment.
FIG. 22 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment.
FIG. 23 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment.
FIG. 24 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment.
FIG. 25 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment.
FIG. 26 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Hot water storage tank
6 Hot water supply path
33 Heat pump heater
35 Auxiliary heater
78 Refrigerant compressor
C Circulation control means
D Heat pump operation control means
E Hot water circulation means
Q Circulation amount
Ta boiling temperature
Claims (3)
前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、
前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であって、
前記循環制御手段が、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度であり、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有ると判別したときには、前記湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。A hot water storage tank with a hot water supply channel connected to the top;
The hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank is heated with a heat pump heater so that the hot water is stored in the hot water tank by forming a temperature stratification, and then the hot water is supplied to the upper part of the hot water storage tank. Hot water circulation means for circulating hot water in the hot water storage operation state,
Circulation control means for increasing / decreasing the amount of hot water circulated by the hot water circulation means in order to maintain the boiling temperature of the hot water by the heat pump heater at a temperature within the hot water storage target temperature range;
A hot water storage hot water source apparatus provided with heat pump operation control means for controlling the rotational speed of the refrigerant compressor so that the refrigerant pressure in the heat pump heater becomes a set target pressure,
The circulation control means is configured so that the boiling temperature is a temperature in the hot water storage target temperature range, and the refrigerant pressure and the number of revolutions of an engine driving the refrigerant compressor or the number of revolutions of the refrigerant compressor are heat pump heater to Kiniwa and determining that the operation margin is present, the hot water storage-type hot water supply that is configured to the circulation amount is increased a set amount repeatedly executes the circulation amount increase control for standby setting time Heat source device.
前記循環制御手段が、前記貯湯運転状態において、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、前記貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、前記補助加熱貯湯運転状態に切り換えて前記湯水循環手段の運転を制御するように構成されている請求項1又は2記載の貯湯式の給湯熱源装置。The hot water circulating means heats the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank in combination with a heat pump heater and an auxiliary heater so that the hot water is stored in the hot water storage tank with temperature stratification. or, the place of the heat-pump heater After heating at the auxiliary heater is configured to be freely switched the hot water to the auxiliary heating hot water storage operation state for circulating the hot water in the form supplied to the upper portion of the hot water storage tank,
In the hot water storage operation state, the circulation control means has the boiling temperature lower than the temperature in the hot water storage target temperature range, the heat pump heater has no operating capacity, and the circulation amount of hot water is in the hot water storage operation state. The hot water storage system according to claim 1 or 2, wherein when the flow rate is lower than a set minimum flow rate set as a minimum flow rate of hot water to be circulated, the hot water storage means is controlled by switching to the auxiliary heating hot water storage operation state. Hot water supply heat source device.
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